Quando a fosfina, um gás venenoso de fórmula molecular PH3, é queimada no ar, os produtos são água e um sólido de fórmula molecular P4 O10. Quantos gramas de O2 são necessários para reagir com 12,0 g de fosfina?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre combustão da fosfina (PH₃). O que a gente precisa aqui é calcular quantos gramas de oxigênio (O₂) são necessários para queimar 12,0 g de fosfina. Para isso, vamos precisar usar o conceito de estequiometria, que envolve balancear equações químicas e fazer cálculos com massas molares.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química da combustão da fosfina. A combustão geralmente envolve o reagente queimando na presença de oxigênio para formar dióxido de carbono e água, mas no caso da fosfina, os produtos são água e tetraóxido de fósforo (P₄O₁₀). A equação inicial fica assim:
PH3 + O2 H2O + P4O10

Passo 3

Agora, vamos balancear a equação. Isso significa ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo dos dois lados. Vamos balancear fósforo § primeiro:
4,PH3 + O2 6,H2O + P4O10
Em seguida, balanceamos hidrogênio (H):
4,PH3 + O2 6,H2O + P4O10
Por último, balanceamos oxigênio (O):
4,PH3 + 5,O2 6,H2O + P4O10

Passo 4

Agora que a equação está balanceada, vamos calcular as massas molares envolvidas. As massas molares são:
  • PH₃: P (30,97 g/mol) + 3×H (1,01 g/mol) = 30,97 + 3,03 = 34,00 g/mol
  • O₂: 2×O (16,00 g/mol) = 32,00 g/mol

Passo 5

Vamos usar a relação da equação balanceada para determinar quantos mols de O₂ são necessários para reagir com 4 mols de PH₃. Pela equação:
4,PH3 + 5,O2 dots
Isso significa que para cada 4 mols de PH₃, precisamos de 5 mols de O₂.

Passo 6

Agora, vamos calcular quantos mols de PH₃ temos nos 12,0 g fornecidos:
Número de mols de PH3 = 12,0,g34,00,g/mol approx 0,3529,mol ú

Passo 7

Usando a relação molar da equação balanceada, vamos achar quantos mols de O₂ são necessários:
5,mol O24,mol PH3 times 0,3529,mol PH3 approx 0,4411,mol O2

Passo 8

Finalmente, vamos converter os mols de O₂ para gramas usando a massa molar do O₂:
Massa de O2 = 0,4411,mol times 32,00,g/mol approx 14,11,g

Resposta

São necessários aproximadamente 14,11 gramas de oxigênio (O₂) para reagir com 12,0 gramas de fosfina (PH₃).

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